Шаговый электропривод (его варианты)

(19) (11) Н 02 Р 7/62, 8/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю М Фиг.7 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности устройства управления электроприводом, обеспечиваюгцего шаговое движение ротора асинхронного двигателя, за счет устранения трехфазного режима при коммутации. Привод, согласно первому и второму вариантам, содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, встречно-параллельные тиристоры 3 - 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 1 О импульсов, командный блок 11, По первому варианту электро- привод содержит также реле 12 времени и три элемента И 13 - 15, а по второму реле времени, Е)-триггер и блок фиксации нулевых точек. В приводе по первому варианту исключается появление трехфазного режима работы при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров благодаря тому, что очередная коммутация всегда осушествляется при нулевых значениях тока в статорных обмотках, а в приводе по второму варианту благодаря тому, что сигнал на переключение распределителя 9 формируется строго в момент прохождения статорных токов двигателя 1 через нуль. 2 с.п.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике,а именно к устройствам управления асинхронным электроприводом, и может бытьиспользовано при создании силовых цаговых электроприводов.Цель изобретения- повышение надежности работы устройства управления электроприводом, обеспечиваюгцего шаговое движение ротора асинхронного двигателя, засчет устранения трехфазного режима прикоммутации,На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, первый вариант; на фиг. 2 --то же, второй вариант; на фиг. 3 - схемаблока фиксации нулевых токов.Электропривод (фиг. 1) содержит асинхронный двигатель 1 с фазным ротором, двефазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, соединенные последовательно с фазами статора встречно-параллельные тиристоры 3 - 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, и командный блок 11, соединенныйс управляющими входами генератора 10 ираспределителя 9. Устройство управлениятакже содержит реле 12 времени и три элемента И 13 - 15, выходы которы связаны суправляющими электродами тиристоров 3 -8, первые входы соединены с выходами распределителя 9 импульсов, а вторые - с тактовым входом распределителя 9 и выходомреле 12 времени, вход которого соединен сгенератором 10 импульсов, а выходс тактовым входом распределителя 9. Электропривод по второму варианту (фиг. 2) содержит асинхронныи двигатель 1 с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ 2, соединенные последовательно с фазами статора встречно-параллельные тиристоры 3 - 8, трехканальный распределитель 9 импульсов, генератор 10 импульсов, и командный блок 11, соединенный с управляющими входами генератора 10 и распределителя 9, В устройство управления дополнительно введены реле 12 времени, 0-триггер 16 и блок 17 фиксации нулевых токов, включенный последовательно с фазами статора и соединенный выходом с тактовым входом 0-триггера 16, выход которого соединен с тактовым входом распределителя 9 импульсов, а информационный вход - с выходом реле 12 времени, вход которого подключен к генератору импульсов.Блок 17 фиксации нулевых токов (фиг. 3) выполнен в виде двух датчиков 18 и 19 тока фаз статора, двух нуль-органов 20 и 21 и элемента ИЛИ 22, входы которого соединены с выходами нуль-органов 20 и 21, к входам которых подключены датчики 18 и 19 тока. Выход элемента ИЛИ 22 является выходом блока 17 фиксации нулевых токов, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Шаговый электропривод (фиг. 1) работает:ледующим образом.В исходном состоянии ключ 2 отключен, а на управляющий вход распределителя 9 импульсов с выхода командного блока 11 приходит сигнал логическая 1 или логический О для движения двигателяв направлении Вперед или Назад соответственно. В исходном состоянии с другого выхода командного блока 11 подается сигнал, запрещающий работу генератора 10 тактовых импульсов. При этом на выходе реле 12 времени установлено состояние, разрешающее прохождение сигналов с выхода распределителя 9 импульсов через элементы И 13 - 15 на управляющие электроды тиристоров 3- - 8. При этом распределитель 9 импульсов находится в таком состоянии, что пропускают ток только две пары тиристоров, например 3, 4 и 5, 6, а тиристоры 7 и 8 закрыты.Таким образом, В исходном состоянии возбуждены только две фазы статора, на ример, А и В асинхронного двигателя 1. В соответствии с этим в а ипхронном двигателе 1 возникают пульсирующие магнитные поля статора и ротора. В результате взаимодействия пульсирующих полей статора и ротора последний занимает положение, при котором оси указанных полей взаимно перпендикулярнь. Асинхронный двигатель 1 при этом развивает сипхронизирующий момент, ,.равновешивающий момент сопротивления на его валу.Для включения электродвигателя 1 в шаговый режим работы с командного блока 11 подается сигнал, запускающий генератор 10. Первый тактовый импульс генератора 10 подается на вход реле 12 времени, на выходе которого формируется импульс длительностгио 1," больше половины периода напряжения сети, в течение которого на выходах трех элементов И отсутствуют сигналы на открытие тиристоров 3 - 8. За время Г тиристоры 38 полностью запираются и токи в фазах становятся равными нулю. По истечении времени т, на выходе реле 12 времени появляется сигнал, разрешающий прохождение импульсов с выходов распределителя 9 импульсов через элементы И 13 - 15, причем распределитель 9 импульсов передним фронтом сигнала, поступающего с выхода реле 12 времени, переключается в новое состояние, соответствующее вращению привода в том направлении, которое задано на угравляющем входе распределителя 9 импульсов командным блоком 11, например в такое, что открываются тиристоры 5 - 8 и запираются тиристоры 3 и 4. Таким образом, после появления первого тактового импульса на выходе генератора О закрываются тиристоры, токи в фазах двигателя 1 спадают до нуля, а по истечении ремениГ подключаются к сети две другие фазы стато 1246323Формула изобретения ра, например, В и С. Вектор поля статора изменяет свое положение. При этом ротор асинхронного двигателя 1 делает один шаг.При появлении второго тактового импульса на выходе генератора 10 все процессы протекают аналогично, а к сети оказываются подключенными фазы статора С и А, ротор асинхронного двигателяпри этом делает второй шаг и т.д.В устройстве по первому варианту исключается возможность появления трехфазного режима работы при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров благодаря тому, что в этом устройстве очередная коммутация всегда осуществляется при нулевых значениях тока в статорных обмотках.Устройство по второму варианту также позволяет исключить трехфазный режим работы электродвигателя 1 при последовательной коммутации пар встречно-параллельных тиристоров. Это достигается тем, что сигнал на переклкчессссе распределителя 9 импульсов, поступающий на его тактовый вход с выхода Р-трисчера 16, формируется строго в момент прохождения статорных токов двигателячерез нуль.Принцип действия устройства по второму варианту (фиг. 2) состоит в следусощсм.В исходном состоянии тактовые импульсы с выхода генератора 10 не поступают. На выходе реле 12 времени сигнал соответствует логическому 0, на выходе Р-триггера 16 также установлен сигнал логический 0. Пусть на выходе распределителя 9 импульсов имеются такие состояния, что проводят ток только две пары встречно-параллельных тиристоров 3, 4 и 5, 6, а тиристоры 7 и 8 закрыты и ток не проводят. Таким образом, только две фазы статора А и В подключены к сети и двигатель 1 неподвижен. С выхода блока 17 фиксации нулевых токов поступают короткие импульсы на тактовый вход Р-триггера 16, но так как на информационном Р-входе Р-триггера 16 логический 0, то и на его выходе сигнал остается без изменения, соответствуя логическому 0. По этой причине состояние на выходе распределителя 9 импульсов не меняется.Включение двигателя 1 в шаговый режим работы осуществляется путем подачи команды Пуск на управляющий вход генератора 10 тактовьсх импульсов. При появлении тактового импульса на выходе генератора 10 на выходе реле времени формируется сигнал логическая 1 длительностью с более половины периода напряжения, но на выходе Р-триггера 16 состояние не меняется и соответствует логическому 0 до тех пор, пока на тактовый вход Р-триггера 16 не придет импульс с блока 17 фиксации нулевых токов. Только в момент появления этого импульса, который приходит в момент прохождения токов статора двигателячерез нуль, сиг 5 10 Э 5 20 25 30 35 40 45 50 55 нал на выходе Р-триггера 16 изменяется из состояния 0 в состояние 1 и именно в этот момент распределитель 9 импульсов переключается в следуюсцее состояние и своими выходами осуществляет коммутацию тиристоров 3 - 8, подключая к сети две другие фазы статора, например, В и С.При появлении следующего та 1 хтового импульса устройство работает аналогично, при этом происходит коммутация фаз с В и С ьса С и Л в момент прохождения статорных токов через нуль. Последовательность коммутации обмоток статора, например, АВ - ВС - СА - АВ - приводит ротор асинхронного двигателя 1 в шаговое движение в одну сторону, при обратной последовательности АВ - СЛ - ВС - ЛВ -- в другую.Работа блока 17 фиксации нулевых токов (фиг. 3) сводится к следующему.Независимо от комбинации включения статорных обмоток двигателя 1 по крайней мере в одном из двух датчиков 18 или 19 тока протекает ток. Сигналы с выходов датчиков 18 и 19 тока подаются на входы нуль- органов 20 и 21 соответственно, на выходах которых формируются короткие импульсы в момент прохождения токов соответствующих фаз двигателя 1 через нуль. Они поступают на два входа логического элемента ИЛИ 22, на его выходе формируются импульсы, которые при любой комбинации включения фаз двигателя 1 подаются на тактовый вход Р-триггера 16 и задерживают очередное переключение распределителя 9, а следовательно, н тиристоров 3 - 8 до момента прохождения статорного тока через нуль.Предлагаемое устройство управления шагового электропривода позволяет повысить надежность работы электропривода. Дополнительньсе затраты на создание этого устройства составляют малую долю от его стоимости. 1. Шаговый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ, и устройство управления, включающее в себя соединенные последовательно с фазами статора встречно- параллельные тиристоры, трехканальный распределитель импульсов, тактовый вход которого связан с генератором импульсов, и командный блок, соединенный с управляющими входами сенератора и распределителя, отличасощийся тем, что, с целью повышения надежности за счет устранения трехфазного режима при коммутации, в него введены реле времени и три элемента И, выходы которых связаны с управляющими электродами тиристоров, первые входы соединены с выходами распределителя импульсов, а вто1246323 СоставительТехред И. ВерТираж 631Государственноголам изобретенийква, Ж - 35, РаунПатент, г. Ужгор В. Алфимовес Корректор ИПодписноекомитета СССРи открытийскан наб., д. 4/5од, ул. Проектная, 4 едактор Н. Бобковааказ 4018/53ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП Муска рые - с тактовым входом распределителя ивыходом реле времени, вход которого соединен с выходом генератора импульсов. 2. Шаговый электропривод, содержащий асинхронный двигатель с фазным ротором, две фазы которого замкнуты, а третья соединена с ними через ключ, и устройство управления, включающее в себя соединенные последовательно с фазами статора встречно- параллельные тиристоры, трехканальный распределитель импульсов, тактовый вход которого связан с генератором импульсов, и командный блок, соединенный с управляющими входами генератора и распределителя, выходы которого связаны с управляющими электродами тиристоров, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности за счет устранения трехфазного режима при коммутации, в него введены реле времени, Р-триггер и блок фиксации нулевых токов, включенный последовательно с фазами статора и соединенный выходом с тактовым входом Р-триггера, выход которого соединен с тактовым входом распределителя импульсов, а информационный вход - с выходом реле времени., вход которого подключен к генератору импульсов,3. Электропривод по и. 2, отличающийся тем, что блок фиксации нулевых токов содержит два датчика тока фаз статора, два нуль-органа и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами нуль-органов, к входам которых подключены датчики тока.